Raspberry Pi、Camera、およびiRobotCreateのセットアップ
- はじめに
Raspberry Piは、USB、WiFi、Bluetooth、イーサネット、HDMI、
オーディオ、およびGPIO接続を備えた小型のシングルボードコンピューターです。 cs424では、
Raspberry Pi 3モデルBを使用してiRobotcreateを制御します。この特定のモデルは他のモデルと比較して最も高性能です。
それぞれ1.2GHzにクロックされる4つのコアと、1GBのRAMがあります。システムを実行するために必要な最小のハードウェアは、（1）Raspberry Piマザーボード、（2）MicroSDメモリカード、および
（3）電源装置です。さらに、ロボットの
「ビジョン」としてRaspberryPi Camera Modulev2も使用します。このチュートリアルでは、オペレーティングシステムを使用してRaspberry Piをセットアップし、起動し、
接続し、iRobotと
カメラでの割り当てに必要なライブラリをインストールします。また、IllinoisNet WiFiと簡単な検出プロトコルを構成して、
Raspberry Piでソフトウェアを開発し、ワイヤレスでロボットと通信できるようにします。
一般的な注意事項
Raspberry Piはベアマザーボードであり、電気接続が露出しています。したがって、一部の端子がショートする可能性があるため、
金属面に置かないでください。 iRobotのペイロードビンに
置くときは、そこに金属製のネジがあることに注意してください。
分離するために必要な予防措置を講じてください（たとえば、紙やプラスチックの上に置いてください）。パイボードの電源が入っているかどうかに関係なく、チップのピンに手で触れないようにしてください。
時々、私たちの体からの静電荷は、チップを破壊するのに十分な
です。ボードを下に置く前に、ボードの端を持って体から静電気を放電してください。
輸送するときは、ラズベリーパイが
元々入っていた帯電防止バッグを使用してください。 - Raspbianオペレーティングシステムのインストール
piを起動する前に、32 GBMicroSDカードにオペレーティングシステムをインストールする必要があります。
インストールできるさまざまな種類のLinuxを含む多くのオペレーティングシステムがあります。
Piハードウェア（https://www.raspbian.org）用に最適化されたDebianベースのディストリビューションであるRaspbianオペレーティングシステムを
インストールします。 Debianベースであるため、一般的に使用されるUbuntuLinuxから多くの
知識を継承できます。
MicroSDカードとそのアダプタがあることを確認してください。ほとんどのラップトップには、フルサイズのSDカード用の
スロットしかありません。アダプタは、MicroSDカードを
フルサイズカードのフォームファクタに変換します。カードをMac、Linux、またはWindowsのラップトップに接続します。この時点で、
2つの利用可能なルートがあります。
2.1 NOOBS（New Out Of Box Software）を介してRaspbianをインストールします
これが最も簡単な方法です。ただし、HDMIディスプレイ、HDMIケーブル、USB
キーボード、およびUSBマウスが必要です。 NOOBSは次のリンクからダウンロードできます。
3
「オフラインおよびネットワークインストール」オプションを選択します。これには、オペレーティングシステムのコンテンツ全体が含まれているためです。
https://www.raspberrypi.org/downloads/noobs/NOOBSがダウンロードされたら、SDカードをフォーマットしてNOOBSをインストールする方法の説明については、
https://www.raspberrypi.org/documentation/installation/noobs.mdを参照してください。
インストールプロセスは、基本的に
zipファイルを抽出してカードにコピーすることです。 NOOBSをコピーした後、カードを
コンピュータから適切に取り出します。カードをイジェクトせずにスロットから取り外すと、カードが破損する可能性があります。次のステップは、Piを起動することです。
2.1.1デバイスをRaspberryPiに接続する
デバイスを接続し、電源を入れる必要があります。 （1）MicroSDカードをラズベリーに挿入します
Pi。 Piは
MicroSDフォームファクターを直接取得するため、最初にアダプターから削除する必要がある場合があることに注意してください。 MicroSDカードスロット（摩擦がロードされている）は、マザーボードの
反対側にあります。 （2）HDMIケーブルの一方の端をPiに接続し、もう一方の端をディスプレイに接続します。
そのディスプレイが外部モニターまたはテレビの場合は、別途電源を入れる必要があります。 （3）
USBキーボードとUSBマウスを接続します。 （4）簡単にするために、今のところカメラは無視してください。（5）
USB5V電源を接続します。ランダムなUSB充電器は、十分な定格電流がない可能性があるため、
使用しないでください。この目的のために提供されている
CanaKit電源を使用してください。 「開始」または「オン」スイッチ/ボタンがないことに注意してください。電源が接続されると、
コンピュータのように起動します。システムに電源が入っている場合は、「赤」のLEDが
オンになります。横にある「緑色」のLEDが断続的に点滅する場合があります。これは、
MicroSDカードのアクティビティを示します。
2.1.2 RaspberryPiの電源を入れた後のRaspbianのインストール
起動したら、画面に表示される指示に従ってRaspbianをインストールする必要があります。
次の記事では、このセクションで説明するプロセス全体を詳しく説明しています。
http://lifehacker.com/thealwaysuptodateguidetosettingupyourraspberr1781419054
Raspbianをインストールしたら、セクション3にジャンプしてセットアップします。構成。
2.2 RaspberryPiを起動せずにオペレーティングシステムイメージをインストールする
このセクションでは、NOOBSを使用せずにメモリカードにRaspbianを直接インストールする方法について説明します。
これは少し複雑で、LinuxまたはMacを使用している場合はターミナルの使用が必要になる場合があります
。ただし、HDMIディスプレイ、キーボード、マウスを使用する必要はありません。
RaspbianJessieイメージを
https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
「DebianJessieに基づくフルデスクトップイメージ」（つまり、Liteバージョンではない）と書かれているものを選択します。
リンクをたどります
https://www.raspberrypi.org/documentation/installation/installingimages/README md
Mac、Linux、または
Windowsマシンを使用してMicroSDカードにインストールされたRaspbianをインストールする方法を示します。これらのリンクもこのセクションで再現します。
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Mac OS Xを使用してSDカードにRaspbianをインストールする場合：
https://www.raspberrypi.org/documentation/installation /installingimages/mac.md
Linuxを使用してSDカードにRaspbianをインストールする場合：
https://www.raspberrypi.org/documentation/installation/installingimages/linux.md
Windowsを使用してSDカードにRaspbianをインストールする場合：
https://www.raspberrypi.org/documentation/installation/installingimages/windows.md
手順を実行すると、Raspbianが必要になります。 JessieがMicroSDカードにインストールされました。
セクション3にジャンプします。 - 構成のセットアップ
このセクションでは、（1）Raspberry Piのホスト名を
グループに固有の名前に変更し、（2）IllinoisNet EnterpriseNetworkおよび場合によっては自宅のWiFi構成をセットアップします
ネットワークがある場合は、（3）デバイスの簡単な検出プロトコルを設定します。
セクション2.1からここに来た場合は、セクション3.1に直接ジャンプするのが理にかなっています。
セクション2.2からここに来ました。3.1、3.2、または3.3のいずれかを取ることができます
3.1 RaspberryPiの起動後の初期構成のセットアップ
ご想像のとおり、この方法では、ディスプレイ、キーボード、およびマウスを
RaspberryPiに接続する必要があります。システムの電源を入れ、構成ファイルを編集します。これらのデバイスが接続されていない場合、またはPiをまだ起動していない場合は、セクション2.1.1に従ってください。
3.1.1ホスト名の変更
次のセクションでは、構成を変更するために必要なコマンドを示します。
nanoエディターを使用します。 nanoに慣れていない場合は、他の
任意のエディターを使用できます。 Ctrl + oはファイルをnanoに保存し、Ctrl + xはnanoを終了することに注意してください。
一部のコマンドにはsudoが必要です。デフォルトのユーザーはpiで、デフォルトのパスワードはraspberryです。
このセクションでは、raspberrypiのホスト名をrobotpiNに設定します。 Nを
割り当てられたグループ番号に置き換えます（たとえば、ホスト名はグループ4のrobotpi4になります）。これを行うには、
2つのファイルを編集する必要があります。
sudo nano / etc / hosts
1行（おそらく最後の行）があるはずです127.0.1.1 raspberrypi
変更raspberrypiからrobotpiNへの用語
そのような行がない場合、または127.0.1.1以降の用語が別のものである場合は、
正しいファイルを開いているかどうかを確認してください。 Ctrl + oを使用して変更を保存し、Ctrl + xを使用してnanoを終了します。
5
sudo nano / etc / hostname
raspberrypiという用語をrobotpiNに変更します
Ctrl + oを使用して変更を保存し、Ctrl + xでnanoを終了します
セクション3.1.1、
3.1.2、3.1.3、および3.1.4に従うように指示されたためにこのセクションにアクセスした場合は、セクション3.3（Raspberry Piに接続するのではなく、Linuxマシンに
MicroSDカードをマウントした場合に発生します）にいた場合、編集する必要のあるファイルは./etc/です。ホストと./etc/hostname（先頭の
ドットを覚えておいてください）。ただし、MicroSDカード上の
Raspbianのファイルシステムに対してcd（ディレクトリの変更）を正しく実行した場合に限ります。同じルール（つまり、先頭にドットが必要）は、セクション3.1.2、3.1.3、および3.1.4で編集されたファイルにも適用されます。
3.1.2WiFiの構成
sudo nano / e tc / wpa_supplicant / wpa_supplicant.confを実行します
ファイルの最後に移動し、次のようなセクションを追加します。この設定は、WPAPSKスキーム（最近のデフォルト）を使用している場合、ほとんどの家庭用WiFiネットワークで機能します。
your_home_wifi_nameおよび
your_home_wifi_passphraseという名前のフィールドに適切な値を入力する必要があります。
これらの値を囲む必要がある「」引用符の存在に注意してください。
network ={
ssid =” your_home_wifi_name”
psk =” your_home_wifi_passphrase”
key_mgmt =WPAPSK
}
同じメカニズムを使用して、IllinoisNetEnterpriseネットワークを構成します。エンタープライズ
ネットワークには、ID（Your NetId）とパスワード（Your NetId password）の両方が必要です。
セキュリティ上の理由から、パスワードをプレーンテキストで直接入力する代わりに、
パスワードハッシュを保存します。次のコマンドを実行して、ハッシュを生成します。
echo n‘your_netid_password ’| iconv t utf16le | openssl md4
プレーンテキストのパスワードを一重引用符で囲んでいることに注意してください。プレーンテキストのパスワードを
一重引用符で囲む必要があります。パスワードには通常、
特殊文字が含まれているため、二重引用符を使用するか、引用符を使用しないと、機能しない場合があります。
このコマンドの出力は、（stdin）=6602f435f01b917388 9a8d3b9bdcfd0b
のようになります。出力には、NetIdパスワードに応じて、6602…fd0bではなく他の16進文字列が含まれます。ここで、history cwを実行して、端末にプレーンテキストでパスワードを入力したため、端末の履歴を削除する必要があります。これは履歴に残りません。
パスワードハッシュを取得したら、次のブロックをに追加します。 wpa_supplicant.conf
ファイル。 6602f435f01b9173889a8d3b9bdcfd0bを、生成した実際のハッシュに置き換え、
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your_net_idをnet_idに置き換えます。
hash：6602…fd0bの前後に引用符（“）がないことに注意してください。キーワードhash：とハッシュ自体（つまり、NetIdパスワードから生成した16進文字列）の間にスペースがないことを確認してください。
network ={
ssid =” IllinoisNet”
key_mgmt =WPAEAP
proto =WPA2
eap =PEAP
ca_cert =” / etc / ssl / certs / AddTrust_External_Root.pem”
entity =” your_net_id”
password =hash：6602f435f01b9173889a8d3b9bdcfd0b
phase1 =” peapver =0”
phase2 =” MSCHAPV2”
}
Ctrl + oを使用して変更を保存し、Ctrl + xを使用してnanoを終了します
https://courses.engr.illinois.edu/cs424/mp/wpasupplicant.txtからテキストをコピーすることもできます
3.1.3DHCPクライアントの構成
デフォルトのRaspbianJessieは、ネットワークインターフェイスを手動にします。 DHCPを介してIPアドレスを取得するように
インターフェースを構成します。このセクションでは、ファイルを編集します
/ etc / network / interfaces
sudo nano / etc / network / interfacesを実行してファイルを開きます
「manual」という単語を検索します。ファイルし、「dhcp」で変更します。そのような
インスタンスは3つあるはずです。最後に、ファイルは次のようになります。変更点を強調しました：
ifup（8）およびifdown（8）によって使用されるinterfaces（5）ファイル
このファイルはdhcpcdで使用するために作成されていることに注意してください
静的IPについては、/ etc /dhcpcd.confおよび「mandhcpcd.conf」を参照してください
/etc/network/interfaces.dからのファイルをインクルードします：
sourcedirectory /etc/network/interfaces.d
auto lo
iface lo inet loopback
iface eth0 inet dhcp
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allowhotplug wlan0
iface wlan0 inet dhcp
wpaconf /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
allowhotplug wlan1
iface wlan1 inet dhcp
wpaconf /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf
Ctrl + oを使用して保存変更を加えたら、Ctrl + xでnanoを終了します
3.1.4検出プロトコルの構成
IllinoisNetワイヤレスネットワークに接続すると、
RaspberryPiのIPアドレスを簡単に見つけられるように簡単な検出プロトコルを構成したいと思います。 Raspberry Piでネットワークインターフェースが稼働しているときはいつでも、
サーバーapollo3.cs.illinois.eduにプロトコルを調整するメッセージを送信したいと思います。セクション3.1.3に記載されている変更が行われない場合、このセクションで構成されている検出プロトコルが機能しない可能性があることに注意してください。
sudo touch /etc/network/ifup.d/robotpi
sudo chmod 755 / etc / network / ifup.d / robotpi
次の行を追加して
sudo nano / etc / network / ifup.d / robotpiを実行してファイルを開きます
！ / bin / sh
curlデータ「hostname = / bin / hostname ＆data = / sbin / ifconfig ” \
http://apollo3.cs.illinois.edu/robotpi/controller.py/send_heartbeat
バッククォート（ `）と二重引用符（”）の記号に注意してください。便宜上、https：//courses.engr.illinois.edu/cs424/mp/ifupdrobotpi.txtからテキストをコピーできます
Ctrl + oを使用して変更を保存し、Ctrl + xを使用して終了しますnano。
この時点で、初期構成は完了です。今すぐsudorebootでPiを再起動し、
セクション4にジャンプして構成をテストします。
3.2有線ネットワークを介した初期構成のセットアップ
この方法はセクション3.1とほぼ同じです。この方法でも、Raspberry
Piを起動する必要があります。 Raspberry Piを起動する方法については、セクション2.1.1を確認してください。 HDMIを接続する代わりに
ディスプレイ、キーボード、およびマウスで、イーサネットケーブルをPiのそれぞれのポートに接続します。
イーサネットケーブルのもう一方の端を、DHCPが実行されているワイヤレスルーターに接続します。ワイヤレスルーターがない場合は、
デスクトップ/ラップトップマシンに接続することもできます。
電源を入れた後、Raspbianが完全に起動するまで1〜2分待ちます。これで、
itにSSH接続できます。イーサネットケーブルをワイヤレスルーターに接続した場合は、ルーターのWebコンソールにアクセスして
PiのIPアドレスを見つける必要があります。 IPアドレスが192.168.xxx.yyyであるとします。
これで、ssh [email protected] xxx.yyy
を使用してPiにsshすることができます。パスワードの入力を求められます。デフォルトのユーザー名はpi、デフォルトのパスワードはraspberry
ルーターの設定によっては、IPアドレスの手順をスキップでき、
名前raspberrypi.localで直接Piを見つけて接続できる場合があります。使用
ssh [メール保護]
ワイヤレスルーターがない場合は、Piをマシンの
イーサネットポートに直接接続しています。この場合、プライベート有線ネットワークを作成しました。お使いのマシンは、
169.254.xxx.yyy形式の自動構成IPを取得する可能性があります。
piはraspberrypi.localという名前で直接見つけることができる場合があります。それが機能しない場合は、RaspberryPiの
自動構成IPを見つける必要があります。コマンドsudoarpscan l
を実行すると、RaspberryPiのIPアドレスが見つかる可能性があります。マシンにarpscanがインストールされていない可能性があります。
その場合、最初にインストールする必要があります。 Linuxの場合は、
パッケージマネージャーから入手できます。 OS Xの場合は、homebrewからインストールします。 Windowsの場合、ARPスキャンソフトウェアを見つける必要があります。
Raspberry PiにSSH接続できるようになったら、セクション3.1.1、3.1.2、3.1.3、および
3.1.4構成を変更します。完了したら、セクション4にジャンプして、構成をテストします。
3.3 RaspberryPiを起動せずに初期構成をセットアップする
この方法では、ディスプレイ、キーボード、マウスを使用する必要はありません。
Piを起動して初期構成を設定する必要はありません。むしろ、MicroSDカードで直接構成を編集します。
MicroSDカードのRaspbianはext4ファイルシステムを使用しているため、
マシンでLinuxを実行する必要があります。マシンにカードリーダーがない場合（デスクトップマシンの一般的なシナリオ）、USBカードリーダーを使用する必要があります。
Linuxがマシンにインストールされていない場合は、Ubuntu Live CD / DVDを使用して、実際にLinuxをインストールせずに
Linuxで一時的に起動できます。お使いのマシンがラップトップの場合、
CD / DVDドライブがない可能性があります。その場合、Ubuntu Live USBを作成し、それを使用して
Linuxを一時的に起動できます。
次の記事では、Mac OS Xを使用して、Macで起動可能なUSB
http://business.tutsplus.com/tutorials/howtocreateabootableubuntuusbdriveformacinosx
cms21253を作成する方法を示します。 MacでUSBから起動するには、USBドライブを接続し、
マシンを再起動し、起動チャイムが聞こえたらすぐにOptionキーを押し続けます。 Startup Managerが表示されたら、
キーを放し、USBから起動するオプションを提供します。使用している場合
Windowsコンピュータの場合、https：//rufus.akeo.ieのソフトウェアを使用して、起動可能なUSBを作成できます。
WindowsまたはOSXオペレーティングシステムにext4ファイルシステムのドライバーをインストールし、Linuxを使用せずにMicroSDカードの構成ファイルを編集できる場合があることに注意してください。
OS Xの場合、このようなドライバーは不安定であり、MicroSDカードのファイルシステムの破損を含む他の副作用を引き起こすことが報告されています。
したがって、そのルートは使用しません。
マシンでLinuxを実行したら、MicroSDカードを挿入します（必要に応じて、MicroSDからSDへのアダプターを介して）。 / mediaまたは/ media / ubuntuにマウントされる可能性があります。
マウントされた場所の中には、2つのディレクトリがあります。それらの1つは「ブート」という名前になります。
「boot」ディレクトリには関心がありません。ただし、他のディレクトリ内のいくつかのファイルを編集する必要があります。
そのディレクトリには異なる名前を付けることができます。名前は、（i）MicroSDカードに関連する16進数の
文字とダッシュの文字列、または（ii）名前を「ルート」にすることもできます。
ターミナルを開き、次のようにディレクトリを変更します。これらのうち1つだけが機能します
cd / media / ubuntu / hexadecimal_string_related_to_the_memory_card /
（OR）
cd / media / hexadecimal_string_related_to_the_memory_card /
（OR）
cd / media / ubuntu / root
（OR）
cd / media / root
このディレクトリは、MicroSDカードにインストールされているRaspbianのファイルシステムに対応しています。
適切なディレクトリ内に入ると、上記のように、以下の
ファイルを変更する必要があります。これらのパスは現在のディレクトリを基準にしているため、先頭のドット（。）に注意してください。
⇒。/ etc / hostnameを編集します（セクション3.1.1を参照）
⇒。/ etc / hostsを編集します（セクションを参照） 3.1.1）
⇒。/ etc / wpa_supplicant / wpa_supplicant.confを編集します（セクション3.1.2を参照）
⇒。/ etc / network / interfacesを編集します（セクション3.1.3を参照）
⇒ファイル./etc/network/ifup.d/robotpiを作成し、適切な権限を設定します。 （
セクション3.1.4を参照）
これらのファイルは、セクション3.1.1、3.1.2、3.1.3、および3.1.4で編集されたファイルに対応します。これらのセクションに従って
変更を加えます。ここのパスの先頭のドット（。）を覚えておいてください。
RaspberryPiのファイルシステムに対応するMicroSDカード上のファイルを編集する必要があります。
先頭のドットを忘れると、代わりにホストLinuxオペレーティングシステムのファイルを編集することになり、
予期しない問題が発生する可能性があります。完了したら、ターミナルを終了し、他のアプリがMicroSDカードを使用していないことを確認し、
MicroSDカードをアンマウントして、安全に取り出します。セクション4にジャンプして
構成をテストします。
- 初期構成のテスト
このセクションでは、構成をテストします。 MicroSDカードをまだ
Raspberry Piに接続していない場合（セクション2.2および3.3に従った場合に発生する可能性があります）、今が
接続するときです。デバイスをRaspberryPiに接続する方法については、セクション2.1.1を確認してください。このセクションでは、（1）
MicroSDカード、（2）CanaKit 5V USB電源のみを接続して、ワイヤレス設定でRaspberryPiに接続できるかどうかをテストします。
お待ちください。
Piが完全に起動するまで数分。次に、コンピュータでブラウザを開き、
http://apollo3.cs.illinois.edu/robotpiにアクセスします。図4.1のようなダッシュボードページが表示されます。
IllinoisNet WiFiを介して割り当てられたIPアドレスは動的であるため、このダッシュボードはキャンパス内で作業する場合に重要です。
構成を正しく設定した場合、テーブルにはRaspberryPiに関連する情報を含む
行が含まれている必要があります。その行には、最初の列のセクション
3で指定した一意のホスト名が含まれている必要があります。タイムスタンプは最新のものである必要があります（マシンを起動したばかりなので）。
ワイヤレスIPを確認します。これは、WiFi経由で接続されたときのRaspberryPiの現在のIPアドレスです。
次のコマンドを実行してsshできるかどうかを確認します（10.195.29.33を
ダッシュボードに表示されている実際のIPアドレスに置き換えます）
ssh [メール保護]
変更していない場合パスワード、デフォルトのパスワードはraspberryである必要があります
これまでにすべてが機能した場合、Raspberry Piに動的に割り当てられたIPアドレスが必要なときはいつでも、http：//apollo3.cs.illinois.eduにアクセスする必要があります。 / robotpiで検索してください。
RaspberryPiを安全にシャットダウンするコマンドはsudoshutdownnowであることに注意してください
すぐに再起動するコマンドsudoreboot now
出典：Raspberry Pi、Camera、iRobotCreateのセットアップ
製造プロセス